국내 연구진이 신경세포나 종양세포를 죽게 하는 단백질 ASK1의 활성을 직접 억제하는 단백질 Notch의 기능을 규명해냈다. Notch 활성화에 의한 종양형성이나 퇴행성 뇌질환 연구에 새로운 전기를 마련할 것으로 기대된다.

전남대학교 박희세 교수 지도하에 미국 캘리포니아주립대(UCSD) 모정순 박사와 전남대학교 박사과정 윤지혜, 안은정 학생이 공동 제1저자로 참여한 이번 연구결과는 미국립과학원회보(Proceedings of the National Academy of Sciences) 4월 8일자 온라인판에 게재되었다.

한편 이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자지원사업(핵심연구)의 지원으로 수행되었다.

영양분이나 산소 공급, 외부물질 침입과 같은 세포외부의 환경변화가 세포내부 생리학적 변화로 이어지기까지는 여러 단백질의 연쇄적인 상호작용이 필요하다.

이를 세포신호전달경로라고 하는데 Notch 경로와 Ask1이 속해있는 MAPK(Mitogen-activated protein kinase) 경로가 대표적이다.

세포사멸에 관여하는 Notch나 세포증식에 관여하는 MAPK 모두 암이나 퇴행성 뇌질환 등의 질병과 연관된 것으로 알려져 있다.

하지만 이들 두 경로의 상호작용에 대해서는 알려진 바 없고 특히 Notch의 세포사멸 조절 과정은 구체적으로 알려지지 않았다.

연구팀은 산화적 스트레스로 인해 세포 내에 활성산소가 많아질 때 세포사멸을 유도하는 기능을 담당하는 ASK1이 Notch에 의해 억제되는 것을 알아냈다.

Notch가 많이 생성되면 ASK1이 억제되어 스트레스에도 불구하고 세포사멸이 둔화되는 것을 관찰한 것이다.

또한 Notch에 의해 세포질에 있던 ASK1이 핵 안으로 이동하는 것을 관찰함으로써 ASK1이 본래 위치를 떠나 원래 기능을 잃거나 핵 안에서 새로운 기능을 갖게 될 것이라는 추정이 가능해졌다.

실제로 정상세포보다 Notch 단백질이 많이 만들어지는 유방암 세포에서 Notch 발현량을 낮추면 종양형성도 감소함을 관찰했다.

발암유전자 Notch가 늘어나면 암세포의 성장을 막고 사멸을 유도하는 ASK1이 방해를 받아 종양형성이 촉진된다는 설명이다.

박 교수는 “Notch 신호전달이 결정적으로 어떤 기작을 통해 세포사멸을 조절하는지 규명한 것”이라며 “향후 Notch 기반 퇴행성 뇌질환이나 항암제 개발에 단초를 제공할 것으로 기대된다”고 밝혔다.